功率因數(shù)校正電路及逆變電源電路、逆變焊機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種功率因數(shù)校正電路，還涉及一種逆變電源電路及一種逆變焊機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著焊接電源的迅速發(fā)展及越來越普及，用戶對電源的需求也在不斷增長，要求焊接電源廠商能夠生產(chǎn)出更高效、更優(yōu)質(zhì)的綠色電源，以減小電能損耗，減輕電網(wǎng)負(fù)荷及污染，即要求焊接電源具有較高的功率因數(shù)，所述如何設(shè)計功率因數(shù)校正(Power FactorCorrect1n,PFC)電路是關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的功率因數(shù)校正電路一般采用分流器檢測升壓電感電流。由于焊機(jī)的輸出功率都在千瓦級以上，主電路電流比較大，從而使得分流器發(fā)熱量較大，對分流器的功率要求大，從而不利于提高電源電路的功率因數(shù)。并且，分流器發(fā)熱量大會導(dǎo)致分流器的阻值波動而弓I起采樣信號的偏差，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]基于此，有必要提供一種具有高功率因數(shù)且穩(wěn)定性較好的功率因數(shù)校正電路。
[0004]—種功率因數(shù)校正電路，應(yīng)用于逆變電源電路中，所述逆變電源電路包括功率晶體管以及用于驅(qū)動所述功率晶體管進(jìn)行開關(guān)的驅(qū)動電路；所述功率因數(shù)校正電路包括:電流互感器，所述電流互感器的初級繞組與所述功率晶體管的輸出端連接；整流電路，與所述電流互感器的次級繞組連接；電壓采樣電路，一端與所述整流電路的輸出端連接，另一端與所述電流互感器的次級繞組連接；濾波電路，與所述電壓采樣電路并聯(lián)設(shè)置；電壓跟隨器，所述電壓跟隨器的輸入端與所述濾波電路連接；以及控制電路，與所述電壓跟隨器的輸出端連接；所述控制電路用于與所述驅(qū)動電路連接，并根據(jù)所述電壓跟隨器的輸出電壓對驅(qū)動電路進(jìn)行控制從而控制功率晶體管的開關(guān)。
[0005]在其中一個實施例中，還包括電流采樣電阻；所述電流采樣電阻并聯(lián)于所述電流互感器的次級繞組兩端。
[0006]在其中一個實施例中，所述整流電路包括整流二極管；所述電壓采樣電路包括電壓采樣電阻；所述整流二極管的正極與所述電流互感器的次級繞組一端連接，所述整流二極管的負(fù)極與所述電壓采樣電阻連接；所述電流互感器的次級繞組的另一端與所述電壓采樣電阻連接。
[0007]在其中一個實施例中，還包括并聯(lián)于所述功率晶體管的輸入端和輸出端之間的吸收電路；所述吸收電路用于吸收流進(jìn)所述功率晶體管的尖峰電壓信號。
[0008]在其中一個實施例中，所述吸收電路包括第一電阻、第一電容以及第一二極管；所述第一二極管的正極與所述功率晶體管的輸入端連接，所述第一二極管的負(fù)極與所述功率晶體管的輸出端連接；所述第一電阻并聯(lián)于所述第一二極管的兩端；所述第一電容的一端與所述第一二極管的負(fù)極連接，另一端分別與所述功率晶體管的輸出端、所述電流互感器的初級繞組連接。
[0009]還涉及一種逆變電源電路。
[0010]—種逆變電源電路，包括升壓電感、功率晶體管以及驅(qū)動電路；所述升壓電壓的一端與電源輸入端連接，另一端與所述功率晶體管的輸入端連接；所述驅(qū)動電路與所述功率晶體管的控制端連接，用于控驅(qū)動所述功率晶體管進(jìn)行開關(guān)，其特征在于，還包括功率因數(shù)校正電路；所述功率因數(shù)校正電路包括:
[0011]電流互感器，所述電流互感器的初級繞組與所述功率晶體管的輸出端連接；
[0012]整流電路，與所述電流互感器的次級繞組連接；
[0013]電壓采樣電路，一端與所述整流電路的輸出端連接，另一端與所述電流互感器的次級繞組連接；
[0014]濾波電路，與所述電壓采樣電路并聯(lián)設(shè)置；
[0015]電壓跟隨器，所述電壓跟隨器的輸入端與所述濾波電路連接；以及
[0016]控制電路，與所述電壓跟隨器的輸出端連接；所述控制電路用于與所述驅(qū)動電路連接，并根據(jù)所述電壓跟隨器的輸出電壓對驅(qū)動電路進(jìn)行控制從而控制功率晶體管的開關(guān)。
[0017]在其中一個實施例中，所述功率因數(shù)校正電路還包括并聯(lián)于所述功率晶體管的輸入端和輸出端之間的吸收電路；所述吸收電路用于吸收流進(jìn)所述功率晶體管的尖峰電壓信號。
[0018]在其中一個實施例中，還包括輸入整流電路、逆變電路以及輸出整流電路；所述升壓電感的一端與所述輸入整流電路連接；所述升壓電感的另一端與所述逆變電路連接；所述逆變電路的輸出端還與所述輸出整流電路連接。
[0019]在其中一個實施例中，還包括穩(wěn)壓直流輸出電路；所述穩(wěn)壓直流輸出電路的輸入端與所述升壓電感連接，所述穩(wěn)壓直流輸出電路的輸出端作為直流電壓輸出端。
[0020]還涉及一種逆變焊機(jī)。
[0021]一種逆變焊機(jī)，包括前述任一實施例中所述的逆變電源電路。
[0022]上述功率因數(shù)校正電路、逆變電源電路以及逆變焊機(jī)，通過電流互感器進(jìn)行電流采樣可以將流經(jīng)功率晶體管的大電流轉(zhuǎn)換為小電流信號。小電流信號經(jīng)過電壓采樣電路后轉(zhuǎn)換為采樣電壓。采樣電壓經(jīng)過濾波電路處理后送入到電壓跟隨器進(jìn)行電流隔離后輸出給控制電路，以實現(xiàn)對功率晶體管的開關(guān)控制，來不斷的調(diào)節(jié)電路上的輸入電流波形，使其跟隨輸入電壓波形的變化而變化，進(jìn)而提高輸入電源的功率因數(shù)。通過電流互感器進(jìn)行電流采樣，發(fā)熱量較低，能夠進(jìn)一步提高輸入電源的功率因數(shù)并提高了電路的穩(wěn)定性。并且通過電壓跟隨器可以實現(xiàn)功率因數(shù)校正電路與逆變電源的主變換電路之間的電流隔離控制，進(jìn)一步提尚了電路的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0023]圖1為一實施例中的逆變電源電路的電路原理示意圖；
[0024]圖2為圖1中的逆變電源電路中的功率因數(shù)校正電路的電路原理框圖；
[0025]圖3為圖2中的功率因數(shù)校正電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]—實施例中的逆變電源電路，可以適用于逆變焊機(jī)等需要使用到逆變電源的電氣設(shè)備中。圖1為一實施例中的逆變電源電路的電路原理示意圖，其包括輸入整流電路110、升壓電感L、功率晶體管VT1、功率因數(shù)校正(PFC)電路120、驅(qū)動電路(圖中未示)、穩(wěn)壓直流輸出電路130、逆變電路140以及輸出整流電路150。
[0028]輸入整流電路110用于對電網(wǎng)輸入的交流電進(jìn)行整流并將其轉(zhuǎn)換直流電。在本實施例中，輸入整流電路110包括全橋整流電路112以及半波整流電路114。在具體地，半波整流電路114包括半波整流電容C2。由電網(wǎng)輸出的交流電經(jīng)由全橋整流電路112的整流后送入到半波整流電路114中進(jìn)行整流獲得一個上正下負(fù)的連續(xù)半波電壓Vd。
[0029]升壓電感L作為升壓元件以提高輸入電壓值。升壓電感L的一端與半波整流電容C2的正極連接，另一端則分別與穩(wěn)壓直流輸出電路130、功率晶體管VT 4勺輸入端連接。
[0030]功率晶體管VT1的控制端與驅(qū)動電路連接，用于在驅(qū)動電路的驅(qū)動下進(jìn)行開關(guān)動作，來不斷調(diào)節(jié)電路上的輸入電流波形使其跟隨輸出電壓波形的變化而變化，以提高輸入電源的功率因數(shù)。
[0031]功率因數(shù)校正電路120用于對輸入電源的功率因數(shù)進(jìn)行校正，其原理框圖如圖2所示，圖3則為一具體實施例中的電路原理圖。下面結(jié)合圖2和圖3對功率因數(shù)校正電路120做進(jìn)一步詳細(xì)說明。功率因數(shù)校正電路120包括吸收電路1202、電流互感器CT1、整流電路1204、電壓采樣電路1206、濾波電路1208、電壓跟隨器1210以及控制電路1212。
[0032]吸收電路1202并聯(lián)設(shè)置于功率晶體管輸入端和輸出端之間，用于對流經(jīng)功率晶體管VT1I的尖峰電壓信號進(jìn)行吸收。在本實施例中，吸收電路1202為RCD吸收電路，其包括第一電阻R1、第一二極管D1以及第一電容C 10其中，第一二極管正極與功率晶體管輸入端連接，負(fù)極則與第一電容C i連接。第一電阻Rl與第一二極管D i并聯(lián)設(shè)置。第一電容(^的另一端則分別與功率晶體管VT:的輸出端、電流互感器CT:的初級繞組連接。由于功率晶體管VT1的工作頻率一般都在幾十千赫茲以上。在高速開關(guān)過程中，功率晶體管VT1容易同時承受較大的電壓和電流，開關(guān)損耗較大，損耗造成的發(fā)熱容易損壞器件。其次由于升壓電感L的作用，在功率晶體管VT1關(guān)斷過程中，容易承受較大的尖峰電壓，使功率晶體管VT1擊穿。因此通過設(shè)置吸收電路1202，能夠保護(hù)功率晶體管VT:避免受到的尖峰電壓沖擊的影響。
[0033]電流互感器CT1的初級繞組上未與第一電容C1連接的一端與電源輸入的負(fù)極連接并接地。電流互感器CT1的次級繞組側(cè)設(shè)置有電流采樣電阻R2。電流采樣電阻&并聯(lián)設(shè)置于電流互感